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Morte Celular Sistemas celulares vulneráveis 1) Membranas- de cuja integridade depende o controle das substancias que saem ou entram na célula 2) Respiração aeróbica - da qual dependem os sistemas que utilizam energia, inclusive as membranas 3) Síntese proteica- que produz proteínas estruturais, enzimas e outras 4) Aparato genético da célula - indispensável para a manutenção da síntese proteica, entre outras funções • Células que sofreram lesões irreversíveis invariavelmente sofrem alterações morfológicas que são reconhecidas como morte celular. Existem dois tipos de morte celular, necrose e apoptose, que diferem quanto a sua morfologia, mecanismos, e papéis que desempenham nas doenças e fisiologia (Figura 1-9). Quando o dano às membranas é severo, as enzimas lisossômicas entram no citoplasma e digerem a célula e os componentes celulares vazam, resultando em necrose. • Alguns estímulos nocivos, especialmente aqueles que danificam o DNA, induzem outro tipo de morte celular, a apoptose, que se caracteriza pela dissolução nuclear sem perda total da integridade das membranas. • Enquanto a necrose é sempre um processo patológico, a apoptose ocorre em várias funções normais e não está necessariamente associada à lesão celular. Apesar de enfatizarmos as distinções entre necrose e apoptose, pode haver alguma sobreposição e mecanismos comuns a essas duas vias. Além disso, pelo menos alguns tipos de estímulos podem induzir tanto a apoptose quanto a necrose, dependendo da intensidade e duração do estímulo, da rapidez do processo de morte celular e das alterações bioquímicas induzidas na célula danificada. Lesão REVERSÍVEL LESÃO ISQUÊMICA E HIPÓXICA: Seqüência simplificada de eventos e alterações ultra- estruturais HIPÓXIA Tensão do O2 intracelular Perda de fosforilação oxidativa pela mitocôndria produção de ATP (fonte energia) Descolamento dos ribossomos do RER Glicólise anaeróbica (gera ATP a partir do glicogênio) Distúrbio da regulação do volume celular pela membrana citoplasmática Depleção de glicogênio Acúmulo de ác. lático Edema celular pH intracelular Dilatação do RE Mitocôndrias aglomeração cromatina Lesão IRREVERSÍVEL 1.Grave vacuolização das mitocôndrias 2.Extenso dano à membrana celular 3.Tumefação dos lisossomos Grande influxo de Ca++ Lesão às membranas lisossômicas Perda de proteínas e enzimas Vazamento de suas enzimas para o citoplasma e ativação das hidolases Perda de metabólitos Digestão enzimática dos componentes celulares e alterações nucleares Vazamento das enzimas celulares para espaço extracelular e entrada de macromoléculas na célula Incapacidade de reverter a disfunção mitocondrial A APOPTOSE é um processo ativo cuja marca registrada é a autodigestão controlada dos constituintes celulares, devido à ativação de proteases endógenas e pode ser comparada metaforicamente a um “suicídio celular”. A célula morre de forma ordenada sem prejudicar células vizinhas. APOPTOSE Apoptose Não há vazamento de proteínas através da membrana celular, ocorrendo fagocitose da célula apoptótica sem inflamação local. Apoptose: É a via de morte celular induzida por programa celular regulado com ativação de E que degradam o DNA e proteínas. Membrana intacta com a estrutura alterada (alvo da fagocitose) Célula eliminada antes de extravasamento (sem inflamação) • é mediada por muitos fatores e em vários níveis do metabolismo celular Infecção viral Pertubação metabólica: mudanças repentinas na concentração de glicose Temperatura Irradiação Toxinas e drogas Fatores hormonais, como citocinas e hormônios (peptídeos e esteróides) REGULAÇÃO DA APOPTOSE FUNÇÕES DA APOPTOSE 1-Elimina células danificadas/prejudiciais 2-Fisiologicamente ocorre: • na renovação de células epiteliais e hematopoéticas • Mantém número constante de células nos tecidos adultos: Ex.: 5x10 células do sangue → eliminadas por morte celular programada (dia/adultos) # colapso endometrial durante a menstruação 3-Papel importante no desenvolvimento embrionário: -eliminação do tecido larval durante metamorfose (anfíbios e insetos) -regressão da cauda do girino -eliminação de tecidos entre os dedos (membrana interdigital) 4- Mecanismo de defesa: -células infectadas por vírus -células com danos no DNA -células cancerosas manutenção do tamanho e forma dos órgãos e tecidos Equilíbrio entre a taxa de geração celular (60 bi/dia) e taxa de morte celular (10 bi/dia) Razão da morte celular Desordem e acúmulo celular Homeostase Desordem e perda celular Apoptose Apoptose em Situações Fisiológicas: Embriogênese, involução dependente de hormônios em adultos, eliminação celular em populações em proliferação, células inflamatórias, linfócitos auto reativos (antes do amadurecimento), induzidas pela Linfócitos T citotóxicos Apoptose em Situações Patológicas: Produzidos por estímulos nocivos (lesão no DNA, drogas citotóxicas, radiação), doenças viróticas (hepatite), atrofia patológica dos órgãos (pâncreas e rim), tumores (geralmente em regressão) Morfologia da Apoptose Encolhimento celular: citoplasma denso, organelas agrupadas Condensação da cromatina: agregada na periferia sob a membrana nuclear em massas densas, núcleo pode romper em fragmentos Corpos apoptóticos: bolhas que fragmentam formando corpos apoptóticos ligados a membrana com ou sem fragmentos nucleares Fagocitose das células apoptóticas por macrófagos: degradados nos lisossomos com migração das cél adjacentes para substituição. Passos histológicos distintos: -duração de 2-3 horas -processo não sincrônico -mudanças bioquímicas e morfológicas APOPTOSE -vacúolos citoplasmáticos -encolhimento e diminuição do contato célula-célula Fragmentação da membrana nuclear -condensação cromatínica -Despolarização da membrana mitocondrial -fragmentação internucleossomal do DNA -desintegração nuclear e corpos apoptóticos -fagocitose pelos macrófagos APOPTOSE Morte Fisiológica e Patológica Depende de ATP Não há autólise Ativação de Enzimas Celulares como Caspases e Endonucleases Núcleo Contração Condensação Fragmentação Apoptose Características Bioquímicas da Apoptose Degradação de proteínas: hidrólise de proteínas pela ativação de caspases presentes na célula como pré E inativas. (DNAses) Decomposição do DNA: Atividade de endonucleases Mudanças na membrana plasmática das células apoptóticas que passam a expressar determinadas substâncias químicas (fosfatidilserina), as tornam precocemente alvo de fagocitose pelos macrófagos, sem a liberação de substâncias que produziriam inflamação local e portanto maior lesão tecidual. Apoptose Exemplos de Apoptose: Privação de fatores de crescimento Mediada por dano ao DNA Mediada por Linfócitos T 1- AIDS destruição apoptótica dos linfócitos T/CD4 indução da permeabilização da membrana mitocondrial 2- Doenças neurodegenerativas: Alzheimer e Parkinson apoptose precoce dos neurônios demência progressiva, perda cognitiva e memória 3- Infarto do miocárdio por isquemia necrose das células que dependem dos vasos afetados e apoptose das células vizinhas 4- Doenças hepáticas induzidas por toxinas e alcoolismoDoenças Associadas com Aumento da apoptose Câncer Linfoma folicular, Carcinoma mamário Tumores hormônios dependentes Câncer de próstata e ovário Doenças auto-imunes falhas (no timo) na apoptose de células T que reagem com substâncias do próprio organismo Lupus eritrematoso sistêmico Infecções virais inibem apoptose das células infectadas Herpesvírus Adenovírus Doenças Associadas com Diminuição da apoptose Necrose: patológica – ocorre inflamação Espectro de alterações morfológicas que ocorrem após a morte celular em um tecido vivo resultando da ação progressiva de enzimas nas células que sofreram uma lesão letal (exógena). Morfologia: Aumento da eosinofilia: perda da basofilia normal causada pelo RNA no citoplasma; aparência mais homogênea (perda dos grânulos de glicogênio); vacúolos (digestão das organelas); calcificação da células mortas ou figuras de mielina (massas de fosfolipídeos) Alterações nucleares: 3 padrões devido a fragmentação do DNA Cariólise: basofilia da cromatina diminui pela atividade da DNAse Picnose: encolhimento do núcleo e aumento da basofilia (DNA condensado e sólido) Cariorréxis: o núcleo picnótico sofre fragmentação e desaparece Necrose: patológica – ocorre inflamação O aspecto morfológico da necrose resulta da digestão das células necróticas por suas próprias enzimas (autólise)ou de enzimas derivadas dos leucócitos (heterólise). Morfologia da Necrose Necrose Caseosa: Uma forma distinta de necrose de coagulação (tuberculose). Fragmentos granulosos amorfos cercados por uma borda inflamatória distinta (reação granulomatosa). Ao contrário da N de coagulação a arquitetura do tecido fica totalmente destruída. Morfologia da Necrose Necrose de Coagulação: Padrão primário é a desnaturação proteica Tecidos com textura firme, O aumento da acidose intracelular desnatura enzimas (cessa proteólise). Morfologia da Necrose Necrose Gangrenosa: termo clínico utilizado geralmente para caracterizar uma necrose (de coagulação) em membros. Morfologia da Necrose Necrose de Liquefação: infecções bacterianas e fúngicas (pelo acúmulo de células inflamatórias). Digestão das células mortas com transformação do tecido em massa viscosa. Se iniciado por inflamação aguda, material fica amarelado cremoso (pus). Morfologia da Necrose Necrose Gordurosa: Áreas de destruição de gordura pela liberação de lipases no parênquima pancreático na cavidade peritoneal (pancreatite aguda). Adipócitos necrosados com depósitos basofílicos de Ca+2, cercado por reação inflamatória. Necrose x Apoptose Necrose x Apoptose Necrose x Apoptose CARACTERÍSTICAS NECROSE APOPTOSE Estímulo Patológico Fisológico ou Patológico Ocorrência Grupo de Células Células Individuais Reversibilidade Irreversível Irreversível Ativação de Endonucleases Não Sim Liberação de Enzimas Lisossomais Sim Não Inflamação Exsudativa Presente Ausente Alterações Nucleares Presente Presente (Cariorrexe) Morfologia Tumefação e Lise Celular Corpos Apoptóticos CATEGORIAS DE MORTE CELULAR ORGANISMOS SUPERIORES NECROSE: -processo patológico (autólise das células): resultado de uma lesão maciça no tecido caracterizada por: -inchaço citoplásmatico e mitocondrial, - ruptura da membrana celular e vazamento do plasma celular -resposta inflamatória e reação de tecido patológico grande número de células afetadas simultaneamente APOPTOSE: -evento fisiológico (processo de eleminação celular controlado) sequência de eventos que levam a morte celular em uma variedade de diferentes sistemas AUTOFAGIA: “auto- canibalização” da célula: degradação de organelas e citoplasma pelos lisossomos e vacúolos Envelhecimento Celular Declínio progressivo da capacidade proliferativa e no tempo de vida das células devido diversos processos como: Alterações Estruturais e Bioquímicas do Envelhecimento Celular: Funções celulares diminuem com a idade, como a síntese de DNA e proteínas estruturais, fosforilação oxidativa das mitocôndrias (capacidade de captar nutrientes e reparar lesões cromossômicas diminui) . Envelhecimento do Processo de Multiplicação: Diminuição das divisões celulares (fibroblastos). Acúmulo de Danos Genéticos e Metabólicos: Histórico dos danos celulares resultante de eventos metabólicos e as respostas moleculares que podem repará-las. Consumo metabólico pode ser fixo durante a vida (animais pequenos, metabolismo rápido, morte)